基于原边监测的水下WPT系统参数识别技术研究

在水下无线电能传输（WPT）系统中，准确获取互感与副边负载信息对输出稳定与效率提升至关重要。由于海水涡流影响，传统空气中参数识别方法在水下应用时存在较大误差。本文针对水下环境建立互感模型，分析其对功率与效率的影响，提出一种仅需测量谐振与非谐振工作点下逆变器侧等效输入阻抗的互感与负载识别方法。基于S-S补偿拓扑进行理论推导与实验验证，结果表明该方法在无通信条件下可有效识别参数，负载识别误差低于2%，互感误差低于5%。

在水下无线电能传输(wireless power transmission,WPT)系统中,实时获取互感和副边的负载信息并将其传递到原边侧、为控制器提供参考信息是控制输出稳定、提高传输效率的关键.但受海水涡流影响,水下WPT系统的互感模型会发生变化,现有空气中WPT系统的参数识别方法应用在水下时,对互感参数的识别会有较大误差.针对水下WPT系统的互感模型进行建模,并分析其对WPT系统输出功率和传输效率的影响,提出一种适用于水下WPT系统的互感和负载参数识别方法:仅通过测量系统谐振频率工作点和一个非谐振频率工作点的逆变器侧等效负载网络输入阻抗,就可识别互感和负载值.基于S-S型补偿拓扑,对所提的水下WPT系统参数识别模型进行详细的理论推导并进行实验验证.实验结果表明,提出的参数识别方法对水下WPT系统互感模型和负载能够有效的识别,负载识别误差均在2％以下,互感的识别误差均在5％以下,可在无通信模式下,实现原边获取互感和负载信息.